Hallo, auf einer Netzteilplatine wird der Spannungsregler LM350 TO220 inkl. Kühlkörper ca. 50 bis 60°C heis. Die Eingangsspannung liegt ca. 8,7V und die Ausgangsspannung beträgt 5,2V bei einem Strom von 450mA. Daraus folgt, es müssen rund 1,6W in Wärme umgewandelt werden. Der Kühler entspricht in etwas diesem hier: https://www.ebay.de/itm/10-x-25x15x10mm-schwarz-Aluminum-Kuehlkoerper-Kuehler-fuer-TO-220-Transisto-V8S6/262989840152?epid=776281689&hash=item3d3b6a7f18:g:3UMAAOSwz~VZpuM-:rk:1:pf:0 Wie hoch ist die Lebenserwartung des Reglers bei dieser Temperatur im 24/7 Betrieb? Danke für eure Mithilfe!
Sven S. schrieb: > Er wird seine Peripherie überleben. Trotzdem die Frage weshalb kein etwas größerer Kühlkörper? DCDC-Wandler ist keine Option?
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Jörg R. schrieb: > Trotzdem die Frage weshalb kein etwas größerer Kühlkörper? Weil unnötig, teurer, mehr Masse, Platzproblem... Und die Wärmemenge bleibt trotzdem gleich.
> Trotzdem die Frage weshalb kein etwas größerer Kühlkörper?
Operating Temperature Range : 0°C ≤ TJ ≤ +125 °C
Sind natürlich nur die Maximum Ratings, unter denen man tunlichst
drunterbleiben soll. 60° sind aber reichlich Reserve. Da ist genug Luft
nach oben für heiße Sommertage und den Staub der Jahre.
Auch eine Platine und eventuelle Kondensatoren dürften das nicht übel
nehmen.
Da wäre zusätzliches Alu nur mehr Masse.
Ein DCDC ist natürlich schöner, da hast du schon recht.
michael_ schrieb: > Jörg R. schrieb: >> Trotzdem die Frage weshalb kein etwas größerer Kühlkörper? > > Weil unnötig, teurer, mehr Masse, Platzproblem... Die Frage ging auch nicht an Dich. Und teuer und Gewicht ist Quatsch. Die Kühlkörper des TO kosten 0,147,- Euro/Stück und wiegen einige Gramm. Platzbedarf kann auch nur vom TO beantwortet werden. > Und die Wärmemenge bleibt trotzdem gleich. Wird aber besser abgeführt. Nach Deiner Theorie bräuchte es gar keine Kühlkörper. > Ein DCDC ist natürlich schöner, da hast du schon recht. Es ist eine Option. E-Mail (wird nicht angezeigt): schrieb: > Operating Temperature Range : 0°C ≤ TJ ≤ +125 °C > > Sind natürlich nur die Maximum Ratings, unter denen man tunlichst > drunterbleiben soll. 60° sind aber reichlich Reserve. Richtig, aber die 8,7 Volt Eingangsspannung werden wohl nicht konstant sein. Wenn da eine klassische Trafo/Gleichrichtung vorgeschaltet ist kann die Spannung um ca. 10% ansteigen, ausgehend von 230V Netzspannung. Zugegeben, nur Spekulation...aber nicht unmöglich. Nicht bekannt ist auch ob die Temperatur im eingebauten Zustand gemessen wurde, oder am offenen Prototypen, usw. usw.
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Jörg R. schrieb: > michael_ schrieb: >> Jörg R. schrieb: >>> Trotzdem die Frage weshalb kein etwas größerer Kühlkörper? >> >> Weil unnötig, teurer, mehr Masse, Platzproblem... > > Die Frage ging auch nicht an Dich. Und teuer und Gewicht ist Quatsch. Jetzt werd nicht überheblich! Du hast gleich gar nicht zu entscheiden, ob ich meinen Senf dazuschreiben kann! Und es sind rein sachliche Argumente. Auch wenn sie dir nicht passen. Jörg R. schrieb: >> Und die Wärmemenge bleibt trotzdem gleich. > > Wird aber besser abgeführt. Nach Deiner Theorie bräuchte es gar keine > Kühlkörper. Das zeugt von deinem technischen Unverständnis.
michael_ schrieb: > Du hast gleich gar nicht zu entscheiden, ob ich meinen Senf > dazuschreiben kann! Und Du hast nicht zu entscheiden wann ich meinen Senf dazu gebe. michael_ schrieb: > Und es sind rein sachliche Argumente. Sachlich ist für mich auch wie es geschrieben ist. michael_ schrieb: > Jetzt werd nicht überheblich! Oh, da solltest Du besser mal vor Deiner Tür kehren, da hast Du genug zu tun.
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A. Müller schrieb: > Wie hoch ist die Lebenserwartung des Reglers bei dieser Temperatur im > 24/7 Betrieb? Ewig.
Da kam ja eine Antwort nach der Anderen. Das Netzteil ist eine klassischens mit Trafo und Gleichrichter. Einen Umbau auf DCDC Wandler wollte ich nicht vornehmen. Was den Platz für einen anderen Kühlkörper betrifft, so kann er 35mm breit, 25mm hoch und 12mm tief sein. Der LM sollte in der Mitte befestigt werden können. Gemessen habe ich die Temperaturen ohne Gehäuse(ca 50°C) und abgedeckt ohne richtige Luft zufuhr ca. 60°.
Wie lange ist das Gerät schon gelaufen und wie lange soll es noch laufen?
60°C ist noch kein Problem. Bzw Umgebung +35°C. Erste Verbesserungsmaßnahme wäre Wärmeleitpaste! Kostet fast nix und bewirkt Wunder. So ab 80°C sollte man sich weitere Gedanken machen, vor allem Elektrolyt-Elkos in der Nähe leiden dann.
E-Mail (wird nicht angezeigt): schrieb: > Operating Temperature Range : 0°C ≤ TJ ≤ +125 °C > > Sind natürlich nur die Maximum Ratings, unter denen man tunlichst > drunterbleiben soll. 60° sind aber reichlich Reserve. Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Die 60°C sind die Kühlkörpertemperatur (im Winter?, im Sommer dann auch gerne mal 20K mehr?) Der Temperaturbereich für TJ von 0°C ... +125 °C bezieht sich - oh Wunder - auf TJ, also die Chip-Temperatur. Zwischen den beiden Temperaturangaben liegen also noch der Temperaturgradient Chip-Gehäuse und Gehäuse-Kühlkörper. Insbesondere bei letzterem sollte man also auf die Kühlkörpermontage achten, um sich keinen übermäßig hohen Wärmeübergangswiderstand einzufangen.
Wolfgang schrieb: > Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Hallo? Wir reden von einem TO220 und nur 1,xx W. Das TO220 grinst nur über 1,xx W. Sagt auch das Datenblatt (<4K/W zum Kühlfähnle). Da gibt es normalerweise keinen Grund, eine genaue Berechnung aufzuziehen, Schätzen reicht wennn die Datenlage so eindeutig ist. Aber gut, wenn du darauf bestehst: Wir reden von <2W (sogar deutlich darunter). Damit ist der Abfall zwischen Fähnchen und Junction in dem Fall deutlich unter 8°C. Dann nimm halt an, dass du nochmal 8° vom Fähnchen zum Kühler verlierst (ich bezweifle das allerdings, bei einem TO220), dann sind es 16°. Bei 60°C Reserve. Bleiben IMMER NOCH >40° Reserve. Und im Sommer, bei 45°C Raumtemperatur (muhahaha) und zugestaubtem Kühler (remember: so hat der TE die 60° gemessen - ohne Luft) immer noch >20°C. Und im Normalfall (also mit Luft) rödelt das mit vielleicht Tj=65° vor sich hin, und selbst das nur im Sommer. Da sehe ich keine Lebensdauerprobleme bei einem Chip. Auch für ordentliche Elkos ist das noch kein Thema.
michael_ schrieb: > Jörg R. schrieb: >> Trotzdem die Frage weshalb kein etwas größerer Kühlkörper? > > Weil (anzunehmen) unnötig, teurer... Bis hierhin stimme ich mit Dir überein. > Und die Wärmemenge bleibt trotzdem gleich. Technisches Unverstaendnis meint: "Frag @michael_, wieso!" :) Technische Neugier sagt: "Ich will das jetzt sofort wissen!" Also?
A. Müller schrieb: > Wie hoch ist die Lebenserwartung des Reglers bei dieser Temperatur im > 24/7 Betrieb? DAS war eigentlich die Frage. Es wurde nicht gefragt, ob man das so machen kann, oder ob der ganze Mist gleich verreckt, oder ob die Reserve zum thermischen Exitus ausreichend ist. Die Frage war nach der Höhe der Lebenserwartung. Und da kann ganz klar gesagt werden: Je wärmer, desto kürzer. Auch wenn man von der Maximaltemperatur noch weit weg ist. In absoluten Zahlen ausgedrückt kann man es nur schwer darstellen, da man die nominale Ausfallrate des Reglers nicht kennt und daher auch nicht auf die Betriebstemperatur extrapolieren kann. Grob über den Daumen kann gesagt werden, dass sich die Lebensdauer eines Halbleiterbauelements pro 10k Temperaturanstieg halbiert.
Schlumpf schrieb: > Grob über den Daumen kann gesagt werden, dass sich die Lebensdauer eines > Halbleiterbauelements pro 10k Temperaturanstieg halbiert. Ja, umgekehrt verdoppelt sie sich, bei 10K Temperaturabsenkung. Wir reden hier von einem Bauteil, das 125°C aushalten soll, und betreiben es mit 60°C. Ich sehe da keine keinerlei Grund für ein Lebensdauerproblem. Die Lebesdauer ist nicht im Datenblatt angegeben, und ein Reliability datasheet finde ich persönlich nicht. Da kann man aber bei TI nachfragen. Üblicherweise spielt das bei LODs keine Rolle. Ich kenne das Problem aus der Safety, und da sind die FIT-Werte für solche Bauteile gering, auch dann, wenn man die Temperatur berücksichtigt. Sie sind oft um Faktor 100 geringer, als die der Kondensatoren. Und das entspricht den Erfahrungen aus der Praxis. Wenn, dann gehen die Kondensatoren ein. Wo man sich auch bei 60°C Gedanken machen müsste, ist wenn man 85°C Elkos oder dergleichen verwendet. Wer sich wirlich solche Sorgen macht, der muss halt einen Regler mit reliability Datasheet verwenden, dann kann man sich die "Lebensdauer" ausrechnen, wobei man wissen muss: Das ist reine Statistik. Wenn da 50 Jahre rauskommt, heißt das, das nach 50 Jahren von 10000 5000 verreckt sind. Die Zahlen waren jetzt willkührlich, und haben nichts mit dem vorliegenden Problem zu tun sondern dienen der Verdeutlichung des Prinzips.
Schlumpf schrieb: > Grob über den Daumen kann gesagt werden, dass sich die Lebensdauer eines > Halbleiterbauelements pro 10k Temperaturanstieg halbiert Wo hast du den her? Was meist du, wenn der Hersteller die max. Lagertemperatur von -65°C bis 150°C angibt?
E-Mail (wird nicht angezeigt): schrieb: > Ich sehe da keine keinerlei Grund für ein Lebensdauerproblem. Ich auch nicht.. Dass die Schaltung vermutlich IRGENDWANN an einem anderen Bauteildefekt sterben wird, ist naheliegend. Und dass die vom Hersteller angegebenenen FIT oder MTTF auch nur statistische Werte sind, ist auch klar. Ich wollte nur darauf hinweisen, dass die Fragestellung des TOs nicht war: "Geht mir der Regler kaputt, wenn ich das so mache?" oder "Geht mir die Schaltung kaputt, wenn ich das so mache?" Die Frage war: "Wie hoch ist die Lebenserwartung des Reglers?". Laut TI beträgt die MTTF des o.g. Bauteils bei 100°C: 8e+07h (=9000 Jahre) Bei 30° sind es 1e+10h (=1.1Mio Jahre) Bei 80° sind es 2.8e+8h (=32000 Jahre) Und wie du schon sagtest: Das sind natürlich nur statistische Werte und keine Garantie, dass der Regler nicht in den nächsten 15min abraucht.
Tany schrieb: > Wo hast du den her? Arrhenius Tany schrieb: > Was meist du, wenn der Hersteller die max. Lagertemperatur von -65°C bis > 150°C angibt? Möchtest du aus diesem Satz noch eine vollständige Frage formulieren?
Schlumpf schrieb: > Grob über den Daumen kann gesagt werden, dass sich die Lebensdauer eines > Halbleiterbauelements pro 10k Temperaturanstieg halbiert. Das stimmt zwar, hilft aber nicht weiter. Denn wir wissen ja nicht, wie lang die Lebenserwartung des Bauteils bei - sagen wir mal - Raumtemperatur ist. 1 Million Jahre? Oder eher 10? Ach guck mal: Schlumpf schrieb: > Laut TI beträgt die MTTF des o.g. Bauteils bei 100°C: 8e+07h (=9000 > Jahre) > Bei 30° sind es 1e+10h (=1.1Mio Jahre) Da lag ich doch gut mit meiner Schätzung :)
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Axel S. schrieb: > Da lag ich doch gut mit meiner Schätzung :) Welche Schätzung? Ich kann hier keinen Beitrag von dir sehen.
Schlumpf (Gast) schrieb: >Axel S. schrieb: >> Da lag ich doch gut mit meiner Schätzung :) >Welche Schätzung? Ich kann hier keinen Beitrag von dir sehen. Genau - ich lag nämlich besser ;-) Aber es ist schon interessant, was für tolle Empfehlungen man hier bekommt, um das doch so arg mit 60°C (meinetwegen 70°C intern) temperaturgestresste Bauteil zu entlasten. Noch dazu Wundergläubigkeit bezüglich Wärmeleitpaste, die bei 1,6W unheimlich was reißen wird, usw.
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Die einfachste Moeglichkeit ist das Gehaeuse auf dei Leiterplatte runter zu schrauben. Beidseitig genuegend Kupfer vorausgesetzt bringt diese Massnahme etwa ein Watt weg.
Ich hab mich mal nach einem besseren Kühlkörper umgeschaut und da passt der hier am besten. https://www.conrad.de/de/aavid-thermalloy-ml51625-kuehlkoerper-897-kw-l-x-b-x-h-28-x-25-x-194-mm-to-220-max-220-188037.html Dieser hat einen Widerstand von 9K/W und der originale von ca. 25K/W. Also kann ich einer verbesserung von 15°C erwarten, oder hab ich das falsch verstanden?
A. Müller schrieb: > Dieser hat einen Widerstand von 9K/W und der originale von ca. 25K/W. Die Zahlen gelten für bestimmte herstellerabhängige Bedingungen. Sind die vergleichbar und bei dir gegeben? https://www.fischerelektronik.de/fileadmin/fischertemplates/download/Katalog/technischeerlaeuterungen_d.pdf Und vergiss den Wärmeübergangskoeffizient zwischen TO-Gehäuse und Kühlkörper nicht (montageabhängig).
A. Müller schrieb: > Ich hab mich mal nach einem besseren Kühlkörper umgeschaut und da passt > der hier am besten. Was willst du eigentlich? Ist das G-A? :-) michael_ schrieb: > Wie lange ist das Gerät schon gelaufen und wie lange soll es noch > laufen? Beantworte das doch mal. Vermutlich spielt das Gerät schon 20 Jahre, wie lange denn noch? Für eine Neukonstruktion gewerblich fragt man nicht, da rechnet man.
Oh, deine Frage hab ich wohl überlesen. Bei dem Gerät handelt es sich um einen selber gebauten Verstärker, den ich geerbt habe. Er ist ca. 7-10 Jahre alt. Beim Reinigen ist mir der heiße Regler aufgefallen und weil ich den fast nie ausschalte, hab ich Dauerbetriebe angegeben.
German-Angst oder so ähnlich. Der Vorbesitzer hatte sicher auch etwas G-A. Ein LM317 hätte auch gereicht. Oder ein 7805. Das ist Kinderkacke, lass es wie es ist!
A. Müller schrieb: > Bei dem Gerät handelt es sich um einen selber gebauten Verstärker, den > ich geerbt habe. Er ist ca. 7-10 Jahre alt. Aus deinem Eingangspost habe ich interpretiert das es sich um ein neues Gerät handelt, bei dem es dieses Problem gibt. Wenn dein Verstärker schon so lange gelaufen ist, wo wäre dann das Problem den Regler zu tauschen ginge er kaputt? Ein 2 Euro Teil. Sorry, den Thread hättest Du dir sparen können, oder gleich schreiben worum es geht. A. Müller schrieb: > Dieser hat einen Widerstand von 9K/W und der originale von ca. 25K/W. > Also kann ich einer verbesserung von 15°C erwarten, oder hab ich das > falsch verstanden? Das kommt ungefähr hin, wobei ich nochmal auf die Netzspannung hinweisen möchte. Die kann rein theoretisch bis 253V betragen, was sich auch auf die 8,7V auswirkt und damit auch auf die Verlustleistung bzw. die Temperatur des Kühlkörper.
michael_ schrieb: > A. Müller schrieb: >> Er ist ca. 7-10 Jahre alt. > > Da gab es schon 230V~! Es hat niemand etwas anderes behauptet. +10% = 253V mögliche! Netzspannung in DE
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Jörg R. schrieb: > Es hat niemand etwas anderes behauptet. Doch du! A. Müller schrieb: > Bei dem Gerät handelt es sich um einen selber gebauten Verstärker, den > ich geerbt habe. Er ist ca. 7-10 Jahre alt. Der Erbauer hat das sicher mit den 230V~ eingerechnet.
michael_ schrieb: > Jörg R. schrieb: >> Es hat niemand etwas anderes behauptet. > > Doch du! Dein Kommentar diesbezüglich kam nach dem von mir: Beitrag "Re: Temperatur Spannungsregler" michael_ schrieb: > A. Müller schrieb: >> Er ist ca. 7-10 Jahre alt. > > Da gab es schon 230V~! Das interpretiere ich so als ob es vor 7-10 Jahren noch keine 230V gab, sondern noch 220V. Vielleicht solltest Du dich mal etwas verständlicher ausdrücken, die Zitatfunktion benutzen und nichts aus dem Zusammenhang reißen. Vielleicht versteht man besser was du meinst.
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